TURBINE INVESTIGASI MODEL NUMERIK TURBIN REAKSI VORTEX ULTRA-LOW HEAD DENGAN MEMVARIASIKAN JUMLAH GRID DAN METODE PEMECAHAN SOLUSI

INVESTIGASI MODEL NUMERIK TURBIN REAKSI VORTEX ULTRA-LOW HEAD DENGAN MEMVARIASIKAN JUMLAH GRID DAN METODE PEMECAHAN SOLUSI

  • Muhamad Safi'i Universitas Sains Al Qur'an Wonosobo
  • Nazaruddin Sinaga Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
  • Muhamad Shohibun Amin Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Tidar Magelang
  • Muhamad Shohibun Amin Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Tidar Magelang
Keywords:
Grid, Turbin, Vortex

Abstract

ABSTRAK

 

Penggunaan energi fosil yang berlebihan menyebabkan berkurangnya sumber daya energi, memicu pemanasan global, efek rumah kaca dan polusi udara sehingga energi terbarukan menjadi solusi untuk mengatasi masalah tersebut. Dengan memanfaatkan energi air dengan head yang sangat rendah pada sungai atau saluran irigasi, dalam hal ini turbin reaksi vortex ultra-low head menarik untuk dikembangkan dan diteliti lebih lanjut untuk mengetahui performanya. Penelitian dengan menggunakan CFD (Computational Fluid Dynamics) di usulkan untuk mengoptimalkan desain basin turbin dengan memvariasikan jumlah grid dan metode pemecahan solusi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa performa turbin reaksi vortex ultra-low head dapat ditingkatkan dengan menggunakan variasi jumlah grid sebesar 513810 dengan model viscous k-ε Standard dan metode pemecahan coupled. Terbukti bahwa metode tersebut menghasilkan peningkatan nilai debit tertinggi dengan nilai 8,38 L/s dan efisiensi turbin reaksi vortex ultra-low head dengan nilai 18,54%. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa model simulasi yang didapatkan ini dapat digunakan untuk melakukan perhitungan-perhitungan numerik selanjutnya.

 

Kata Kunci : Grid, Turbin, Vortex.

ABSTRACT

 

Excessive use of fossil energy causes a reduction in energy resources, triggers global warming, the greenhouse effect and air pollution, so renewable energy is a solution to overcome these problems. By utilizing water energy with a very low head in rivers or irrigation canals, in this case the ultra-low head vortex reaction turbine is interesting to develop and research further to determine its performance. Research using CFD (Computational Fluid Dynamics) is proposed to optimize the turbine basin design by varying the number of grids and solution solving methods. The research results show that the performance of the ultra-low head vortex reaction turbine can be improved by using variations in the number of grids of 513810 with the Standard k-ε viscous model and the coupled splitting method. It was proven that this method resulted in the highest increase in discharge value with a value of 8.38 L/s and ultra-low head vortex reaction turbine efficiency with a value of 18.54%. Therefore it can be concluded that the model.

 

Keywords: Grid, Turbine, Vortex.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Nazaruddin Sinaga, Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Profesor di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Muhamad Shohibun Amin, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Tidar Magelang

Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Tidar Magelang

Muhamad Shohibun Amin, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Tidar Magelang

Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Tidar Magelang

References

ANSYS Inc, 2013. “ANSYS Fluent PrepPost User's Guide: Release 15.0”. Canonsburg, PA: SAS IP, Inc.
B. R. Rode, A. Kumar, 2024. “Effects of Vortex Rope Formation in Draft Tube of Reversible Pump-Turbine – A review”. Journal of Energy Storage. Vol. 99, No. 1. PP. 1-16. https://doi.org/10.1016/j.est.2024.113250.
G. Shi, Z. Hao, X. Peng, H. Wen, W Lu, j. Fu, 2024. “Analysis of Vortex Characteristics in the S-Shaped Region of a Reversible Pump-Turbine with Different Guide Vane Openings Based on Omega Vortex Identification Method”. Journal of Energy Storage. Vol. 84, No. 2. PP. 1-14. https://doi.org/10.1016/j.est.2024.110921.
J. Wang, E. Y. Kwee, J. Li , Y. Cao, Y. Huang, L. Li, 2024. “Study on Rotational Effects of Modern Turbine Blade on Coolant Injecting Nozzle Position with Film Cooling and Vortex Composite Performance”. Frontiers in Heat and Mass Transfer. Vol. 21, No. 1, PP. 1-31. https://doi.org/10.32604/fhmt.2023.045510.
L. Wang, J. Feng, X. Luo, G. Zhu, J. Lu, Y. G. Liu, 2024. “Numerical Investigation of Energy Dissipation and Vortex Characteristics on the S-shaped Region of a Reversible Pump-Turbine”. Journal of Energy Storage. Vol. 99, No. 2. PP. 1-12. https://doi.org/10.1016/j.est.2024.113447.
L. Velásquez, F. R. Menco, A. R. Clemente, A. Posada, E. Chica, 2024. “Numerical Optimization and Experimental Validation of the Runner of a Gravitational Water Vortex Hydraulic Turbine with a Spiral Inlet Channel and a Conical Basin”. Renewable Energy. Vol. 220, No. 1, PP. 1-13. https://doi.org/10.1016/j.renene.2023.119676.
M. F. R. Hakim, P. H. Adiwibowo, (2018). “Uji Eksperimental Kinerja Turbin Reaksi Aliran Vortex Tipe Sudu Berpenampang Lurus dengan Variasi Tinggi Sudu” JTM. Vol. 6 No. 1. PP. 85-95. https://ejournal.unesa.ac.id/index.php/jtm-unesa/article/view/24551.
M. Safi’i, N. Sinaga, Syaiful, (2022). “Kaji Numerik Kinerja Oblique Heat Sink Dengan Memvariasikan Sudut Oblique Serta Jarak Longitudinal Dan Transversal Sirip”. Departemen Teknik Mesin, Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro.
M. Safi’i, R. Muhamad, M. J. Saputra, M. I. Fahmi, A. Ramdhani, S. M. Rozaki, H. Ramadan, 2024. “Edukasi Pemanfaatan dan Pemberdayaan Limbah Rumah Tangga dalam Pembuatan Panel Surya Untuk Mendukung Industri UMKM di Kelurahan Bergaslor, Semarang”. Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Nusantara (JPkMN). Vol. 5, No. 3, PP. 3512-3520. https://ejournal.sisfokomtek.org/index.php/jpkm/article/view/3516.
M. Suarda, m. Sucipta, N. P. R. A. Wahyuni, N. K. R Dewi, 2023 “Kajian Parameter Optimal Desain Turbin Vortex Pada Head Sangat Rendah”. Seminar Nasional Sains dan Teknologi (SENASTEK). Vol 8, No. 1, PP. 186-191. https://ojs.unud.ac.id/index.php/senastek/article/view/108174/52656.
R. K. Chaulagain, L. Poudel, S. Maharjan, 2024. “Design and experimental analysis of a new vertical ultra-low-head hydro turbine with the variation of outlet flow level on the head drop section of an open canal”. Results in Engineering. Vol. 22, No. 2. PP. 1-22. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.102240.
T. Wang, C. Cai, J. Liu, C. Peng, Y. Wang, X. Sun, X. Zhong, J. Zhang, Q. Li, 2024. “Wake Characteristics and Vortex Structure Evolution of floating Offshore Wind Turbine Under Surge Motion”. Energy. Vol. 302, No. 1, PP. 1-14. https://doi.org/10.1016/j.energy.2024.131788.
W. Huang, R. Tang, H. Ma, 2024. “The Review of Vortex Lattice Method for Offshore Wind Turbines”. Renewable Energy. Vol. 236, No. 1, PP. 1-15. https://doi.org/10.1016/j.renene.2024.121450.
Y. F. Kusuma, A. P. Fuadi, B. Al Hakim, C. Sasmito, A. C. P. T. Nugroho, M. H. Khoirudin, D. H. Priatno, A. Tjolleng, I. B. Wiranto, I. R. Al Fikri, T. Muttaqie, A. R. Prabowo. “Avigating Challenges on the Path to Net Zero Emissions: A Comprehensive Review of Wind Turbine Technology for Implementation in Indonesia”. Results in Engineering. Vol. 22, No. 2. PP. 1-20. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.102008.
Y. Cheng, Y. Li, Y. Rao, 2024. “Enhanced Turbine Endwall Cooling Using Crescent-Dimpled Film Cooling Holes and a Hybrid Configuration: Numerical Study”. Vol. 109, No. 2, PP. 1-12. https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2024.109546.
Published
2024-11-30
How to Cite
Safi’iM., SinagaN., AminM., & AminM. (2024, November 30). TURBINE INVESTIGASI MODEL NUMERIK TURBIN REAKSI VORTEX ULTRA-LOW HEAD DENGAN MEMVARIASIKAN JUMLAH GRID DAN METODE PEMECAHAN SOLUSI. Device, 14(2), 225-235. https://doi.org/https://doi.org/10.32699/device.v14i2.8067
Section
Articles

STATISTICS

Abstract viewed = 0 times
PDF downloaded = 0 times

Most read articles by the same author(s)